半衰期
制外的量 · 以 SI 秒表示 · 核素的属性
1900 年，欧内斯特·卢瑟福注意到钍的辐射随时间减弱，而更要紧的是，它不是杂乱无章地减弱，而是全然规则地减弱：每一分钟都失去先前强度的同一份额。于是找到了一个既不依温度、也不依压强、更不依物质化学状态的量——半数原子核衰变所需的时间。
它的特别之处在于只对众多而言，不对单个原子核而言：孤零零一个原子既无年龄也无期限，它是在下一秒衰变还是再躺上一百万年，即便在原理上也无法预言。可原子核通常是很多的——一克里有十的二十一次方那个量级——而在这样的人群之上，偶然便成了精确的定律。
01 · 定义
半衰期是某一核素的原子核数目减到一半所需的时间。它与衰变常数有着毫不含糊的联系——后者给出一个原子核在单位时间内衰变的概率——也与平均寿命相联，而平均寿命比半衰期长出大约一半。
指数定律只出自一条假设：原子核衰变的概率与它已经活了多久无关。原子核不会衰老，不会磨损，也不向任何期限靠近——每一刻它都像诞生那一刻一样随时准备衰变，因此幸存者的份额在相等的时段上以同一个倍数下降。
这个量之所以格外不可动摇，是因为衰变发生在原子核内部，化学的手伸不到那里。热、压强、磁场和化合物的种类都影响不了半衰期；只有在罕见的情形下，当最靠近核的壳层电子参与衰变时，才能把它挪动百分之几分的一点。
数值的跨度之大，是目录里任何别的量都比不上的：从十的负二十二次方秒——那些核在核子绕核跑完一圈之前就散了——到碲-128 的两亿亿亿年以上，它的半衰期比宇宙的年龄长十万万亿倍。而这一切都听从同一条折半的定律。
用滑块牵着时间走——它以半衰期计数，四种核素一样，而说明文字把它们换算成真实的小时、年或千年。橙色曲线显示幸存原子核的份额，蓝色台阶标出一半、四分之一和八分之一，右边的柱则是最初一百个原子所剩下的。
半衰期是众多的属性，不是单个原子的属性：原子核不会衰老，任何一刻它衰变的概率都与它存在的第一秒相同。因此对一个原子，除了概率再说不出更确定的话；对十亿个却几乎什么都说得出来，而预言的离散随它们数目的平方根下降。
02 · 换算
半衰期、常数、活度
用任意单位输入一个半衰期，此卡便会把它换算成其余单位，给出衰变常数与平均寿命，然后显示一克纯核素能给出多大活度，以及过了给定期限之后还剩多少。
计算比活度所用的质量数取自交互部分选定的核素；在此卡的细项设置中可改用约定的一百。
半衰期短意味着活度高，而不是无害：核素衰变得越快，落在一秒上的衰变就越多，一克锝-99m 比一克铀亮上千万倍。因此危险并非由半衰期一个定下，而是与它一同由辐射的种类、核素在体内落脚之处，以及它进入身体的途径共同定下。
| 数值 | 说明 | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · 数量级
对数标度：五十四个数量级04 · 测量仪器
等不到的东西用什么去量
测半衰期最简单的办法，是数那些咔嗒声，看它们的频率如何随时间下落。这办法适用于活上几分钟到几年的核素：期限更短，计数来不及积累；更长，下降便淹没在读数不可避免的离散里。
锗的半导体探测器能把量子的能量分辨到万分之一个百分点，因而可以在十来种核素的混合物里追踪其中一种。而谱线本身的宽度又泄露出那些活不满一纳秒的状态的半衰期：寿命越短，能级越宽。
对长寿的核素，等衰变毫无意义，于是把原子一个一个地数，在磁场里按质量分开。放射性碳测年正是立足于此：在样品里找的不是辐射，而是碳-14 的原子核本身，它在每万亿个普通核里才有一个。
万亿万亿年的半衰期是这样测的：取几吨物质，等上一年——总归会有几次衰变发生。为了把它们分辨出来，装置藏在一公里岩石之下，四周围以从沉船里捞起的旧铅，数的是一个月里也就两三次的事件。
05 · 书写规则
核素在前，单位在后
这个记号以大写拉丁字母写出，下标作「二分之一」，质量数放在元素符号的左上角，或者跟在它名字后面用短横连接。单位总要写出，并按大小选个方便的；把半衰期同平均寿命混为一谈是不允许的——两者相差 1.443 倍。
第一种写法一下子错了两处：铀有好几种同位素，半衰期各不相同，而单位又被省略了。第二种把半衰期等同于平均寿命，后者却要长 1.443 倍。第三种设想了一种指数曲线不允许的耗尽：过两个半衰期还剩四分之一。第四种给单个原子安上了它并不具有的期限。
06 · 相邻单位
半衰期与那些从别的侧面描述同一衰变的量并列：以贝可勒尔量度的活度、量纲为时间倒数的衰变常数，以及平均寿命。知道其中任何一个就够了——其余的只差一个倍数。
每秒衰变数
每秒的倒数
长 1.443 倍
在 Simetrium 的档案中 与之相邻的是 贝克勒尔 和 居里，用来量度活度本身的， 戈瑞 和 希沃特 用于吸收剂量与当量剂量的， 靶恩 出自核截面的，以及 秒，半衰期归根到底以它表示。
07 · 历史部分
既上不了弦也停不下来的钟
卢瑟福发现钍所放出的气体，其辐射在相等的间隔上以同一倍数下降，于是提出一个量，起初称之为半转化时间。这是自然界中头一个其速率无论用什么都改变不了的过程。
开尔文从地球这个球体的冷却推出二千万到四千万年的年龄，而对地质学家来说这个期限短得令人绝望。铀矿物里积下的铅一下子给出了几十亿年——而且顺带说明了开尔文的算法为何注定失败：他不知道深处是靠自身的衰变发热的。
威拉德·利比想到，活物一直在与周围交换碳，而死后交换停止，钟便走了起来。这方法的头一次检验用的是一座埃及墓里的木头，其年龄从铭文可知，而方法只差了一个半世纪。
乏燃料的处置库是按其中核素的半衰期来设计的，而算出的期限之长，使得这件事超出了工程学：如何给那些语言尚未存在的人留下一句警告。芬兰的翁卡洛处置库是按十万年计的——比全部有文字的历史还长十倍。
唯一一种拨不动的钟
任何测时间的器具都可以被弄得不工作：一记碰撞就能让摆失了拍子，石英随热而漂移，连原子钟也得为引力作修正。放射性衰变在这一列里独自站着，因为它发生在原子核内部，那里既到不了温度，也到不了压强，更到不了化学键。
这样的不受干扰也有它的反面，且是令人不快的一面。既然过程无法加快，要把废物弄成无害的，原则上就办不到：只能等它过去，而这等待超过了任何国家、任何语言的寿命。一个在实验室里看着像是方便的单位，到了处置库的尺度上，就变成一道无从争辩的界限。
目录 · 计量单位
每个量都有一份档案
七个 SI 基本单位，二十二个有专名的导出单位，以及若干制外量 — 少了它们，工程与历法都转不动。